𝑀 ρ =
𝑉
Onde ρ=Massa especifica aparente; 𝑀= Massa total da amostra de resíduo orgânico; 𝑉= Volume.
FIGURA 2 – Cascas de bananas, antes e depois de picadas
FIGURA 3 – Cascas de laranjas, antes e depois de picadas
Fonte: Autoria própria (2017). Fonte: Autoria própria (2017).
FIGURA 4 – Cascas de mamões, antes e depois de picadas
FIGURA 5 – Cascas de melões, antes e depois de picadas
FIGURA 6 – Cascas de frutas picadas e misturadas
Fonte: Autoria própria (2017).
4.2 Métodos
4.2.1 ETAPA 1 – Montagem dos sistemas
Conforme descrito anteriormente, esta pesquisa apresenta etapas experimentais desenvolvidas em dois sistemas compostos por camadas de resíduos orgânicos, solo argiloso e de mistura de 30%solo+70%ADF. Estes sistemas foram confeccionados no interior de dois permeâmetros de grandes dimensões:
Permeâmetro 1 (P1): camadas de resíduos orgânicos e solo argiloso;
Permeâmetro 2 (P2): camadas de resíduos orgânicos e mistura de 30%solo+70%ADF.
Os permeâmetros de grandes dimensões, considerados para esta pesquisa e utilizados por MORTATTI (2014), foram confeccionados em tubos de PVC de 30cm de diâmetro e foram instalados no Laboratório de Protótipos (LabPro) da Faculdade de Engenharia Civil, UNICAMP. Os acessórios utilizados para a montagem dos sistemas foram:
Base e tampa de acrílico: foram confeccionadas com material acrílico, as quais foram fixadas com anéis “O-ring” e silicone. Estes materiais foram
escolhidos com o objetivo de evitar reações químicas com os resíduos orgânicos, solo e ADF, o que poderia alterar as características do lixiviado;
Varões metálicos: foram utilizados 6 varões metálicos com rosca para cada sistema, com o objetivo de fixação e distribuição das pressões sobre a base de cada permeâmetro;
Registros: foram adaptados dois registros em cada permeâmetro, sendo que um deles no topo e o outro na base com as funções de saturação e coleta do lixiviado, respectivamente;
Saídas laterais (espigões): em cada sistema foram instalados 5 espigões, os quais estão localizados nas laterais de cada tubo de PVC. Estas saídas têm o objetivo de ligar as mangueiras de silicone ao sistema, sendo utilizadas para obter as cargas piezométricas durante o monitoramento dos sistemas, e posteriores cálculos da condutividade hidráulica. Vale ressaltar que a localização de cada espigão correspondeu à cada camada do sistema (resíduos orgânicos, solo ou mistura de 30%solo+70%ADF);
Suporte metálico: estrutura metálica (cantoneiras de ferro) construída para servir de base aos permeâmetros e possibilitar uma distância de 30cm entre a base e o piso do laboratório;
Reservatório de água: bombona de plástico rígido (capacidade de 50 l) instalada na parte superior do sistema, com o objetivo de abastecer os permeâmetros durante a saturação e monitoramento semanal;
Painel piezométrico: painel de madeira com escala graduada (2,25 m) e mangueiras de silicone acopladas, utilizado durante a determinação da variação piezométrica, obtida para o cálculo da condutividade hidráulica.
Para evitar problemas relacionados à turbulência (topo dos sistemas) e percolação da água com sedimentos que compunham as camadas de resíduos orgânicos, solo e mistura de 30%solo+70%ADF, foram colocadas camadas de 5 cm de altura de brita número zero no topo e base de cada permeâmetro. Na base também foi adicionada uma manta geotêxtil para evitar possível obstrução do registro. As Figuras 7 e 8 representam esquematicamente (sem escala) os sistemas descritos nos itens anteriores e uma foto tirada “in loco”, respectivamente.
FIGURA 7 – Representação esquemática dos sistemas utilizados nas etapas experimentais
Fonte: Adaptado de Mortatti (2013).
FIGURA 8 – Foto obtida “in loco” dos sistemas utilizados nas etapas experimentais
Os dois permeâmetros de grandes dimensões foram montados no laboratório Prtótipos da Faculdade de Engenharia Civil e Arquitetura da UNICAMP e foram preenchidos até altura de 80 cm, conforme os seguintes procedimentos:
a) Permeâmetro P1 (referência): camadas intercaladas de solo e de resíduos orgânicos com espessuras de 10 cm e 20 cm, respectivamente (Figura 9). As camadas de solo foram compactadas com soquete conforme dados da Tabela 3.
b) Permeâmetro P2 (Figura 10): apresenta a mesma configuração do P1, ou seja, sequência das camadas e altura, exceto as camadas de solos que foram substituídas por mistura de 30%solo+70%ADF. Esta camada foi compactada conforme dados obtidos no ensaio de Proctor (Energia normal), listados na Tabela 3.
TABELA 4 – Dados para montagem das camadas de solo do Permeâmetro de referência (P1) e Permeâmetro com mistura de 30% solo + 70% ADF
P1 - Permeâmetro Referência (100% Solo)
Volume (cm³) Massa Específica ρdmax (g/cm³) Umidade
Ótima (%) Massa Seca (g)
Massa Total (g) Massa de água (g) 7068,58 1,58 24,42 11168,36 13895,67 2727,31
P2 - Permeâmetro com mistura de 30%solo+70%ADF
Volume (m³) Massa Específica ρdmax (g/cm³) Umidade Ótima ω (%) Massa Seca (g) Massa Seca30% solo (g) Massa Seca 70% ADF (g) Massa Total (g) Massa de água (g) 7068,58 1,93 9,82 13642,36 4092,71 9549,65 14982,04 1339,68
FIGURA 9 – Permeâmetro 1 (P1) com sono
Fonte: Autoria própria, 2017.
FIGURA 10 – Permeâmetro 2 (P2) com mistura de 30%solo+70% ADF (P2)
4.2.1.1 Difração de Raios X (DRX) e Fluorescência de Raio X (FRX)
As análises mineralógicas por difração de raios X (DRX) foram realizados no Laboratório do Instituto de Geociências e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, UNESP, campus de Rio Claro, SP (DOMINGUES, 2015). As análises foram feitas para amostra de solo puro, ADF, e a mistura de 30%solo + 70%ADF (DOMINGUES, 2015).
Já a análise de Fluorescência de Raios X (FRX) foi realizada no Departamento de Engenharia de Minas e Petróleo, Poli-USP.
4.2.2 ETAPA 2 – Monitoramento dos sistemas
Os sistemas compostos por camadas de resíduos orgânicos, solo e mistura de 30%solo+70%ADF foram monitorados conforme o fluxograma da Figura 12.
FIGURA 11 – Fluxograma do monitoramento dos sistemas
Fonte: Autoria Própria, 2018.
saturação dos sistemas. Com isso, foi possível realizar a coleta do lixiviado gerado apenas pela biodegradação dos resíduos orgânicos, o que ocorreu 30 dias após a montagem dos sistemas.
Na segunda parte (Etapa A) ocorreu a saturação inicial dos sistemas, realizada por fluxo ascendente de água até a completa saturação, ou seja, eliminação do ar presente nos vazios dos materiais. Em seguida, iniciou-se as coletas do lixiviado, necessário às análises físico químicas e determinação da condutividade hidráulica. Foram 31 coletas para cada permeâmetro no total das 2 fases.
A etapa 2B teve início com a saturação dos sistemas, envolvendo os seguintes procedimentos:
Coleta de lixiviado acumulado durante 1 semana;
Saturação durante 24h ou até a estabilização do nível dos líquidos presentes nas mangueiras, conectadas aos permeâmetros e fixadas em uma escala graduada (cm);
Determinação da condutividade hidráulica (equação 4).